Ковальчук Н. С., канд. техн. наук, доц., зам. ген. дир. – гл. инж.
220108, Минск, ул. Казинца, 121а
Kovalchuk N., Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor, Deputy General Director – Chief Engineer
220108, Minsk, Kazintsa St., 121a
Шестовский Д. В., канд. физ.-мат. наук, вед. инж.-технол.
220108, Минск, ул. Казинца, 121а
Shestovsky D., Cand. Sci. (Phys. and Math.), Leading Process Engineer
220108, Minsk, Kazintsa St., 121a
Соловьёв Ярослав Александрович, д-р техн. наук, доц., зав. отрасл. лаб. новых технологий и материалов научно-технического центра
220108, Минск, ул. Казинца, 121а
Тел.: +375 17 398-14-03
Solovjov Jaroslav, Dr. Sci. (Tech.), Associate Professor, Head of the Industry Laboratory of New Technologies and Materials of the Scientific and Technical Center
220108, Minsk, Kazintsa St., 121a
Тel.: +375 17 398-14-03
Пилипенко В. А., чл.-кор. НАН Беларуси, д-р техн. наук, проф., зам. дир. по научному развитию Государственного центра «Белмикроанализ»
220108, Рул. Казинца, 121а
Pilipenko V., Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Belarus, Dr. Sci. (Tech.), Professor, Deputy Director for Scientific Development of the State Center “Belmicroanalysis”
220108, Minsk, Kazintsa St., 121a
Изучено влияние нитридизации импульсной фотонной обработкой в среде азота слоев оксида кремния, полученных термическим окислением, на электрофизические характеристики транзисторов и конденсаторов со структурой металл–оксид–полупроводник. Слои оксида кремния толщиной 7,7 и 35,0 нм получали окислением подложек монокристаллического кремния в сухом кислороде. Нитридизацию слоев проводили путем нагрева подложек в среде азота до температуры 1150 °C в течение 7 с импульсом некогерентного излучения постоянной мощности от кварцевых галогенных ламп, направленным на нерабочую сторону кремниевой подложки. При исследовании вольт-амперных и вольт-фарадных характеристик на тестовых элементах со структурой металл–оксид–полупроводник установлено, что нитридизация импульсной фотонной обработкой приводит в результате перестройки структуры оксидного слоя, его уплотнения, а также снижения плотности зарядовых состояний от 1,5 до 4 раз к уменьшению тока утечки затвора от 3,3 до 7 раз, увеличению напряжения пробоя затвора в 1,05 раза, уменьшению сдвига порогового напряжения при термополевых испытаниях от 1,3 до 1,6 раза и к увеличению заряда пробоя на 9–13 %. Полученные результаты могут быть использованы на предприятиях микроэлектронной отрасли при изготовлении изделий электронной техники со структурами металл–оксид–полупроводник.
The effect of nitridation of silicon oxide layers obtained by thermal oxidation by pulsed photon treatment in a nitrogen atmosphere on the electrical characteristics of transistors and capacitors with a metal-oxide-semiconductor structure was studied. Silicon oxide layers with thicknesses of 7.7 and 35.0 nm were obtained by oxidizing single-crystal silicon substrates in dry oxygen. Nitridization of the layers was achieved by heating the substrates in a nitrogen atmosphere to a temperature of 1150 °C for 7 s using a pulse of incoherent radiation of constant power from quartz halogen lamps directed at the non-working side of the silicon substrate. In a study of the current- voltage and capacitance-voltage characteristics of test elements with a metal-oxide-semiconductor structure, it was found that nitridation by pulsed photon treatment leads, as a result of the restructuring of the oxide layer, its compaction, and a decrease in the density of charge states from 1.5 to 4 times, to a decrease in the gate leakage current from 3.3 to 7 times, an increase in the gate breakdown voltage by 1.05 times, a decrease in the threshold voltage shift during thermal field tests from 1.3 to 1.6 times and an increase in the breakdown charge by 9–13 %. The obtained results can be used in enterprises of the microelectronics industry in the manufacture of electronic products with metal-oxide-semiconductor structures.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.